氯酚紅探針吸收光譜法快速測(cè)定面制食品中的Fe

王芳，龐向東，江虹（長(zhǎng)江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，重慶408100）

氯酚紅探針吸收光譜法快速測(cè)定面制食品中的Fe

王芳，龐向東，江虹*
（長(zhǎng)江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，重慶408100）

建立準(zhǔn)確測(cè)定面制食品中Fe的吸收光譜法。在酸性Tris-HCl緩沖介質(zhì)中，氯酚紅與適量的Fe（Ⅲ）反應(yīng)生成具有明顯正、負(fù)吸收峰的離子締合物，最大正吸收波長(zhǎng)和最大負(fù)吸收波長(zhǎng)分別位于430 nm和572 nm，表觀摩爾吸光系數(shù)（κ）分別為6.93×104L/（mol·cm）（正吸收）和1.90×105L/（mol·cm）（負(fù)吸收）。Fe（Ⅲ）的質(zhì)量濃度在0～1.40 mg/L范圍內(nèi)遵從比爾定律。

氯酚紅；鐵；面制食品；吸收光譜法（College of Chemistry and Chemical Engineering，Yangtze Normal University，Chongqing 408100，China）

Fe是人體必需的營(yíng)養(yǎng)微量元素之一，在人體內(nèi)，雖然含量很少，但卻能起到非常重要的生理作用。在人體所必需的十幾種微量元素中，F(xiàn)e無(wú)論在重要性還是在數(shù)量上都居首位。人體中的Fe主要來(lái)自食物，若人體長(zhǎng)期缺Fe或長(zhǎng)期攝入大量的含F(xiàn)e量高的食物，人體都會(huì)出現(xiàn)某些相應(yīng)的病癥。因此，為了能更好地對(duì)市場(chǎng)中含鐵食品進(jìn)行質(zhì)量控制，研究快速、靈敏、準(zhǔn)確的測(cè)鐵方法有著重要意義。目前，檢測(cè)食品中Fe的方法主要是原子吸收法［1-4］和分光光度法［5-7］，也有電化學(xué)分析法［8］、熒光法［9］和化學(xué)發(fā)光法［10］等的報(bào)道。原子吸收法準(zhǔn)確度較高，但儀器價(jià)格較貴，分析成本較高，還需單獨(dú)配備元素?zé)簟７止夤舛确m靈敏度不夠高，但所需儀器價(jià)廉，操作簡(jiǎn)便，一直以來(lái)深受人們的青睞。目前，分光光度法測(cè)鐵已有較多報(bào)道，但其主要是催化分光光度法和氧化分光光度法，采用簡(jiǎn)便的直接顯色法測(cè)Fe的報(bào)道較少。本工作以酸性染料氯酚紅作探針，采用直接顯色吸收光譜法研究Fe（Ⅲ）的測(cè)定。試驗(yàn)表明，在酸性介質(zhì)中，氯酚紅與Fe（Ⅲ）發(fā)生顯色反應(yīng)后生成具有正、負(fù)吸收峰的離子締合物，新物質(zhì)的吸光度與一定濃度范圍的Fe（Ⅲ）的質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，服從朗伯-比爾定律，方法的靈敏度比文獻(xiàn)［6］高2.0倍～5.3倍。方法用于市售面制食品中Fe的測(cè)定，結(jié)果滿意。

1　材料與方法

1.1樣品

蛋糕（1#～5#）、餅干（6#～9#）、面包（10#）：市售。

1.2主要儀器

U-4100型紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì)：日本日立；pHS-3C精密酸度計(jì)：上海虹益儀器儀表有限公司。

1.3主要試劑

Fe（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取0.2410gNH4Fe（SO4）2· 12H2O于燒杯中，加少量水溶解后定量轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用超純水稀至刻度，搖勻，即得55.85 mg/L Fe（Ⅲ）貯備液，取貯備液稀釋10倍即得Fe（Ⅲ）操作液。

氯酚紅（chlorophenol red，簡(jiǎn)寫為CHR，上海試劑三廠）溶液：1.00×10-3mol/L。

Tris（三羥甲基氨基甲烷）-鹽酸緩沖溶液：0.10 mol/L鹽酸和0.20 mol/L Tris溶液混合，用酸度計(jì)測(cè)定，配成pH 3.0～8.5的系列緩沖溶液。

上述試劑均為分析純，試驗(yàn)用水為超純水。

1.4樣品的預(yù)處理

準(zhǔn)確稱取已粉碎、混勻并按四分法縮分的蛋糕（1#～5#）、餅干（6#～9#）、面包（10#）等樣品各5.000 0 g，分別置于瓷坩堝中，在電爐上低溫加熱，待樣品炭化后，將溫度調(diào)至500℃～550℃灼燒灰化，直至殘灰成白色或淺灰色，冷卻后，加適量濃HNO3溶解（使鐵以Fe（Ⅲ）離子形式存在），蒸干，加適量水，攪拌、過(guò)濾，濾液置于100 mL容量瓶中并用水定容，即得待測(cè)液。

1.5方法

準(zhǔn)確移取適量的5.585 mg/L Fe（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測(cè)樣液于10 mL比色管中，加入1.00 mL pH 4.26 Tris-HCl緩沖溶液和2.00 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液，用水稀至刻度，搖勻，15 min后，用1 cm液池，以試劑空白作參比，在430 nm或572 nm處，測(cè)定溶液的吸光度A。

2　結(jié)果與討論

2.1CHR-Fe（Ⅲ）吸收光譜

CHR-Fe（Ⅲ）體系的吸收光譜見(jiàn)圖1。

曲線1表明：在可見(jiàn)光區(qū)，F(xiàn)e（Ⅲ）溶液幾乎無(wú)吸收；曲線2表明：氯酚紅溶液在570 nm有強(qiáng)吸收；曲線3～6表明：在酸性Fe（Ⅲ）溶液中加入氯酚紅溶液后，由于CHR為酸性染料，能與Fe（Ⅲ）以靜電引力結(jié)合生成疏水性的離子締合物，新物質(zhì)的光譜曲線上出現(xiàn)1個(gè)較強(qiáng)的正吸收峰和1個(gè)較強(qiáng)的負(fù)吸收峰，最大正吸收波長(zhǎng)為430 nm，紫移140 nm，最大負(fù)吸收波長(zhǎng)為572 nm，與染料峰接近，正吸收的波移表明，CHR與Fe（Ⅲ）反應(yīng)確實(shí)生成了新物質(zhì)。在最大正吸收或最大負(fù)吸收波長(zhǎng)處，F(xiàn)e（Ⅲ）在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，其質(zhì)量濃度與體系的吸光度A呈線性關(guān)系，服從比爾定律。故正吸收法和負(fù)吸收法均可用于Fe（Ⅲ）的定量分析。

圖1吸收光譜Fig.1　The absorption spectra

2.2反應(yīng)條件

2.2.1溶液酸度

考察了室溫條件下不同pH值的Tris-HCl緩沖溶液對(duì)體系吸光度的影響。結(jié)果表明：在pH 3.4～6.2范圍內(nèi)體系的靈敏度相對(duì)較大，試驗(yàn)用pH 4.26的Tris-HCl緩沖溶液，用量以1.0 mL為宜。

2.2.2氯酚紅的濃度

考察了室溫條件下，0.5 mL～4.5 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液對(duì)體系靈敏度的影響。結(jié)果表明：CHR溶液為1.6 mL～2.4 mL時(shí)，體系的吸光度絕對(duì)值相對(duì)較大，靈敏度較高。試驗(yàn)用2.0 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液。

2.2.3試劑加入順序

考察了室溫條件下，所用試劑在不同加入順序時(shí)對(duì)體系靈敏度的影響。結(jié)果表明：按1.5節(jié)的加入順序?yàn)樽罴选?/p>

2.2.4反應(yīng)時(shí)間

考察了室溫條件下，F(xiàn)e（Ⅲ）與CHR溶液在不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)生成物穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：反應(yīng)在15 min內(nèi)即可完成，生成物的穩(wěn)定時(shí)間至少1 h。試驗(yàn)選在15 min后測(cè)定。

2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線

在6支10 mL具塞比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL 1.0×10-4mol/L的Fe（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，再按試驗(yàn)方法加入其它試劑溶液并測(cè)定各溶液的吸光度，作A-ρ標(biāo)準(zhǔn)曲線。方法的一元線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍及表觀摩爾吸光系數(shù)等列于表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)參數(shù)Table 1　Related parameters of standard curves

2.4共存物質(zhì)的影響

以正吸收法為例，考察了當(dāng)相對(duì)誤差不大于±5%時(shí)，某些共存物質(zhì)對(duì)測(cè)定0.558 mg/L Fe（Ⅲ）的影響。試驗(yàn)表明以下物質(zhì)不干擾測(cè)定：100倍的Na+、K+、SO42-、C1-；50倍的Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、NO3-、Ac-；10倍的Co2+、Cr3+、Ag+；5倍的Pb2+、Al3+、Zn2+；3倍的C2O42-。可見(jiàn)，常見(jiàn)陰、陽(yáng)離子不干擾Fe（Ⅲ）的測(cè)定，故方法具有良好的選擇性。

2.5分析應(yīng)用

取1.4節(jié)待測(cè)樣液各3.00 mL分別置于10 mL比色管中，再按1.5節(jié)的方法加入Tris-HCl緩沖溶液和CHR溶液，用水稀至10 mL刻度，搖勻，靜置15 min，以正吸收法為例在430 nm處測(cè)定各溶液的吸光度，求出各樣品中Fe的含量（n=6），并與原子吸收（AAS）法［1］對(duì)照，同時(shí)作加標(biāo)回收試驗(yàn)（n=6），檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2樣品分析結(jié)果及回收試驗(yàn)Table 2　Analytical results and recovery tests of samples（n=6）

表2說(shuō)明，本法測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)法基本一致，回收率為98.9%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%～2.0%。

3　結(jié)論

用氯酚紅作探針的吸收光譜法可以快速測(cè)定系列面制食品中Fe的含量，方法具有較高的靈敏度、準(zhǔn)確度和選擇性，精密度也能滿足分析的要求。

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Fast Determination of Iron in Flour Food by Absorption Spectrometry

with Chlorophenol Red as Probe
WANG Fang，PANG Xiang-dong，JIANG Hong*

A new and accurate absorption spectrometry for quantifying of iron in flour food was developed.In an acidic Tris-HCl buffer medium，an appropriate amount of iron（Ⅲ）was reacted with chlorophenol red，to form a ion association complexes with obvious positive absorption peak and negative absorption peak.The maximum positive absorption wavelength and maximum negative absorption wavelength were at 430 nm and 572 nm respectively.The apparent molar absorptivity（κ）were 6.93×104L/（mol·cm）（positive absorption）and 1.90×105L/（mol·cm）（negative absorption）respectively.Beer's law was obeyed in the range of 0～1.40 mg/L for iron（Ⅲ）mass concentration.

chlorophenol red；iron；flour food；absorption spectrometry

2015-09-03

長(zhǎng)江師范學(xué)院科技基金資助項(xiàng)目（2016CXX079）

王芳（1993—），女（漢），本科，研究方向：分析化學(xué)。